Unicentro Vestibular 2010.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Questão ambígua. O gabarito oficial é a alternativa em que, na passagem de líquido a gás, as moléculas ganham muito movimento de translação: no líquido elas oscilam e deslizam umas sobre as outras, e no gás movem-se livremente pelo recipiente.

Mas duas outras alternativas também descrevem fenômenos reais: no bulbo de uma lâmpada incandescente (idealizado como quase vazio), o aquecimento do vidro ocorre sobretudo pela radiação do filamento, pois não há meio material para conduzir ou convectar calor; e o ciclo de refrigeração depende de o vapor comprimido liberar calor no condensador.

Já as demais são falsas ou imprecisas: o gelo se forma no avião por gotículas de água superresfriadas que congelam ao tocar a fuselagem (A), e o isolamento de encanamentos de vapor reduz sobretudo a condução e a convecção, e não a radiação (D).

E (correta): acima da temperatura crítica não é possível liquefazer um gás apenas aumentando a pressão: não há distinção entre líquido e vapor (fluido supercrítico) e, portanto, não há transição de fase líquido–vapor.

A: o motivo é a 2ª lei da termodinâmica (parte do calor precisa ser rejeitada à fonte fria), e não a troca de calor entre componentes. B: o movimento molecular foi comprovado experimentalmente (movimento browniano, Einstein–Perrin). C: temperatura mede a agitação molecular (energia cinética média). D: a água tem densidade máxima a $4\,{}^\circ\mathrm C$ e, ao esfriar de $4$ a $0\,{}^\circ\mathrm C$, dilata; portanto, transborda.

D (correta): a velocidade de uma onda mecânica depende das propriedades do meio: a rigidez/elasticidade (por exemplo, o módulo de compressibilidade) e a inércia (a densidade), como em $v=\sqrt{B/\rho}$.

A: a frequência é fixada pela fonte, mas $v$ muda de meio para meio; como $\lambda=v/f$, o comprimento de onda muda (o som é mais veloz na água). B: a distância entre cristas é $\lambda$, constante em um meio homogêneo. C: também seria necessária a tração da corda, $f=\dfrac{n}{2L}\sqrt{T/\mu}$. E: no MHS, a energia cinética varia entre zero e o máximo; é a energia mecânica que se conserva.

D (correta): uma agulha de aço é mais densa que a água e só se sustenta na superfície graças à tensão superficial; se a água a molhar, o líquido a envolve e ela afunda.

A: pressão é força por área, e empuxo é a força resultante do fluido sobre o corpo imerso. B: a lei de Boyle trata de gases, e os líquidos são praticamente incompressíveis. C: pesos iguais não implicam formas iguais; com a resistência do ar, os tempos de queda diferem. E: a variação de volume do peixe ou do submarino altera o empuxo (princípio de Arquimedes), e Bernoulli trata do escoamento.

A (correta): o peso aparente é a atração gravitacional menos o efeito da rotação (a componente centrípeta necessária). Sem rotação, o peso aparente seria maior em todas as latitudes, exceto nos polos, onde permaneceria igual.

B: na órbita elíptica, a velocidade varia (2ª lei de Kepler). C: no centro da Terra a gravidade é nula (as atrações se cancelam). D: $F\propto1/d^2$: a 40 vezes a distância, a força é $1/1600$ da que atua na Terra, e não $1600$ vezes maior. E: de $F=\dfrac{Gm_1m_2}{d^2}$, $[G]=\dfrac{M\,L\,T^{-2}\,L^2}{M^2}=L^3M^{-1}T^{-2}$.

C (correta): é o teorema do trabalho e da energia cinética: o trabalho da resultante (das forças externas, em um sólido rígido) é igual a $\Delta E_c$.

A: a força centrípeta é a resultante real, e a "centrífuga" é uma força fictícia de referencial não inercial; elas não se equilibram em um referencial inercial (se equilibrassem, o movimento seria retilíneo). B: impulso $=\Delta Q$ ($\vec I=\vec F\,\Delta t$), mas não são sinônimos. D: no pêndulo, a velocidade varia ao longo do percurso. E: na máquina de Atwood, a massa maior acelera para baixo, de modo que $T

E (correta): com $E_c=\dfrac{p^2}{2m}$, temos $p=\sqrt{2mE_c}$. Para o mesmo $E_c$, quanto maior a massa, maior o módulo de $p$.

A: sem atrito, $E_c=mgh$ depende só da altura, igual nos dois planos. B: a esfera não retorna à altura inicial por causa da perda de energia mecânica na colisão (parcialmente inelástica). C: as forças internas existem e se cancelam aos pares; a conservação exige resultante externa nula. D: o fenômeno ilustra a 1ª lei (inércia).

B (correta): atritado com lã, o bastão metálico fica eletrizado (desde que seja mantido isolado, por exemplo, por um cabo isolante). Ao ser aproximado do eletroscópio, ele provoca indução: cargas de mesmo sinal são repelidas para as folhas, e elas se abrem.

A: carga e energia são grandezas distintas (unidades C e J). C: $\vec F=q\vec E$: o sentido é o mesmo de $\vec E$ só se $q>0$. D: campo uniforme tem $\vec E$ constante (mesmo módulo, direção e sentido). E: o potencial é a energia potencial por unidade de carga, medida em volts ($\mathrm{J/C}$), e não em unidades de energia.

C (correta): um galvanômetro mede a corrente que o atravessa; com um resistor em série (multiplicador), mede tensões, e com um em paralelo (shunt), correntes maiores.

A: lâmpadas fluorescentes e de LED emitem luz por outros processos. B: nos gases, a condução é feita por íons e elétrons, e nos metais, só por elétrons livres. D: quanto menor o shunt, mais corrente desvia e maior a escala; um shunt de resistência elevada deixa passar pouca corrente por ele e reduz o fundo de escala. E: os prótons ficam nos núcleos da rede e não se deslocam.

A (a incorreta): as radiações alfa (carga positiva) e beta (carga negativa) são partículas carregadas e sofrem força magnética, em sentidos opostos. A radiação gama é eletromagnética, sem carga, e não é desviada.

As demais são aceitas como verdadeiras: o aquecimento desordena os domínios magnéticos e enfraquece o ímã (acima do ponto de Curie, ele o perde) (B); há analogia entre as linhas de campo de dipolos magnéticos e elétricos (C); dínamos e alternadores convertem energia mecânica em elétrica por indução (D); o casco de aço do submarino distorce e blinda parcialmente o campo da Terra (E).

Questão ambígua. O gabarito oficial é a afirmação sobre a dispersão: o índice de refração da água é maior para o violeta que para o vermelho; logo, o violeta desvia mais ao refratar.

Há, porém, outra alternativa verdadeira: pela ampliação longitudinal, $\dfrac{dp'}{dp}=-\left(\dfrac{p'}{p}\right)^2<0$, a imagem em um espelho esférico sempre se move no sentido oposto ao do objeto (A). A afirmação sobre a nuvem (E) também é defensável, se encarada como reflexão difusa, em que cada raio obedece localmente à lei da reflexão.

As demais são falsas: a reflexão total exige incidência acima do ângulo limite, e não apenas maior que o ângulo de refração (B); prismas de reflexão total substituem espelhos, e não lentes (C).

A (correta, no sentido pretendido): a iluminação de uma superfície por uma fonte puntiforme varia com $1/d^2$; ao triplicar a distância, ela cai a $1/9$ (a redação fala em "região iluminada", mas o conteúdo cobrado é a lei do inverso do quadrado).

B: a cintilação vem da turbulência da atmosfera, que muda a refração da luz. C: depende do índice do meio: uma lente de vidro (mais espessa no centro) é divergente se imersa em um meio de índice maior. D: com distância objeto–anteparo maior que $4f$, há duas posições da lente que dão imagem nítida. E: vergência negativa corresponde à lente divergente, usada para corrigir a miopia.

E (a incorreta): a energia do fóton é $E=hf$, e a frequência do vermelho ($\approx4{,}3\times10^{14}\,\mathrm{Hz}$) é menor que a do violeta ($\approx7{,}5\times10^{14}\,\mathrm{Hz}$); portanto, o fóton violeta é o mais energético.

As demais são verdadeiras: 2005 foi o centenário do "ano miraculoso" de Einstein (1905) (A); Planck propôs a quantização em 1900 (B); definição do efeito fotoelétrico (C); no espalhamento Compton, o fóton se comporta como partícula com momento (D).

C (a incorreta): o spin é uma propriedade intrínseca da partícula, um momento angular intrínseco, quantizado em múltiplos de $\hbar/2$; não é a velocidade angular de rotação da partícula.

As demais são as definições usuais do Modelo Padrão: partícula elementar (A); léptons não sentem a força forte (B); hádrons, que interagem pela força forte, formados por quarks, dividem-se em bárions (três quarks) e mésons (quark e antiquark) (D e E).

Os prêmios Nobel de Física foram concedidos em: Becquerel, $1903$; Millikan, $1923$; Dirac, $1933$; Anderson, $1936$; e Pauli, $1945$.

O mais recente dos cinco é o de Pauli, em $1945$.